CN203205177U - 一种超导磁体 - Google Patents

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焦耀峰
冯超
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Abstract

本实用新型涉及一种超导磁体，具有一副由骨架和外壳构成的带真空接头的环柱形真空热屏蔽罩壳，在真空热屏蔽罩壳内同轴套装有一个由带有冷媒入口接头和冷媒出口接头的冷屏构成的低温腔，在低温腔内同轴设置有一副由n个无接头的超导环叠加构成的超导环组，n为≥1的自然数，在超导环组中设置有能量补充线圈，在外壳上设置有能量补充线圈引出端子。在由外部扰动或损耗时，通过能量补充线圈对超导磁体进行泵磁补充磁场，该超导磁体因每个超导环均无连接头而没有损耗，故在超导态时充磁后所形成的强磁场可以长期保持不变。其产品具有系统结构简单、制造成本低、可靠性高、使用效果好且应用范围广泛等优点。

Description

一种超导磁体
技术领域
本实用新型属于电磁元件技术领域，涉及一种利用超导材料制作的用于产生外磁场的超导磁体。
背景技术
超导磁体在超导储能、超导电机、医疗以及军工等诸多行业中正日臻收到用户的欢迎。目前公知的超导磁体均采用由超导线材(或带材)绕制成超导线圈的结构，以在其两端供电形成磁场及断电失磁的方式工作。实际应用中，上述结构的超导磁体会因由电气连接头而形成损耗，存在不节能且接头处理困难以及制造成本高、可靠性差的不足，影响到产品的应用范围。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种系统结构简单、制造成本低、可靠性高、使用效果好且应用范围广泛的新型超导磁体。
为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的：所提供的超导磁体具有一副由骨架和外壳构成的带真空接头的环柱形真空热屏蔽罩壳，在真空热屏蔽罩壳内同轴套装有一个由带有冷媒入口接头和冷媒出口接头的冷屏构成的低温腔，在低温腔内同轴设置有一副由n个无接头的超导环叠加构成的超导环组，n为≥1的自然数，在超导环组中设置有能量补充线圈，在外壳上设置有能量补充线圈引出端子。
本实用新型的进一步技术解决方案在于：所说的超导环组由n个(n为≥1的自然数)用超导材料直接加工成环形的超导环叠加构成。
本实用新型的进一步技术解决方案在于：所说的超导环组由n个(n为≥1的自然数)用附着了超导材料的薄膜基材刻蚀成的超导环叠加制成。
本实用新型的进一步技术解决方案在于：构成超导环组的超导环可以是圆形环，也可以是非圆形环的异形环，包括对称多瓣形环、方形环或矩形环等。
本实用新型的进一步技术解决方案在于：所说的超导环组由n个同心超导环叠加构成。
本实用新型提供了一种超导磁体的新型设计结构，它将n个(n为≥1的自然数)超导环叠加构成的超导环组安装在骨架上，形成超导磁体，并在超导环组周围制成满足维持超导工作的低温环境，在超导态时给无接头超导环组充磁后，因各超导环均无接头也就无损耗，在没有其它扰动的情况下，超导环可以锁定磁场并保持锁定磁场强度相对稳定，使该磁场可以长期存在于超导磁体内；当有外部其它磁场扰动时，由叠加在超导环组上的能量补充线圈通电补充与外部扰动大小相等方向相反的磁场以维持磁场强度不变；当锁定磁场出现衰减时，由叠加在超导环组上的能量补充线圈通过磁泵补充磁场出现的衰减，使超导磁体长期保持磁场强度不变。根据上述方案设计的超导磁体的结构简单，只需要提供小电流的能量补给系统，而不需要大电流接入系统，从而降低了磁体的生产成本，可靠性高，应用范围广泛。
附图说明
图1是本实用新型一个具体实施例的结构示意图。
图2是图1的A-A剖向结构示意图。
图3是本实用新型实施例中超导环的一种变形体——对称四瓣形环的结构示意图。
图4是本实用新型实施例中超导环的另一种变形体——矩形环的结构示意图。
图5是本实用新型实施例中超导环的一种叠加结构的示意图。
图6是图5的侧向结构示意图。
图7是本实用新型超导环一种制造方法的示意图。
图8是本实用新型超导环另一种制造方法的示意图。
图中各数字标号的名称分别是：1－超导环，2－骨架，3－低温腔，4－冷屏，5－外壳，6－冷媒入口接头，7－真空接头，8－能量补充线圈，9－冷媒出口接头，10－能量补充线圈引出端子，11－基材，12－超导材料，13－包覆材料。
具体实施方式
参见附图1-2，本实用新型所述的超导磁体由超导环组、骨架2、低温腔3、冷屏4、外壳5、冷媒入口接头6、真空接头7、能量补充线圈8、冷媒出口接头9和能量补充线圈引出端子10等组成。骨架2和外壳5构成环柱形真空热屏蔽罩壳；在真空热屏蔽罩壳内套置有由冷屏4构成的低温腔3，在冷屏4的屏壁上设有通出外壳5的冷媒入口接头6和冷媒出口接头9；超导环组同轴设置在低温腔3内，在超导环组中设置有能量补充线圈8，在外壳5上设置有能量补充线圈引出端子10。该超导磁体的核心是由n个(n为≥1的自然数)无接头的超导环1叠加构成的超导环组，超导环组在超导环境下充磁后，只要保持超导材料处于超导态，且没有扰动的情况下，在超导磁体内形成的磁场强度长期保持不变。具体结构中，每个超导环1可以是圆形环，也可以是如图3所示的对称四瓣形环或如图4所示的矩形环，亦可以为其它结构形状的异形环。在n个超导环1叠加时，它们可以同心地包含在超导环组内，也可以不同心地包含在超导环组内。
本实用新型中超导环组的制作方法，可采用将超导材料直接加工成形为n个超导环，叠加后镶嵌在骨架槽内，制成超导环组(参见图5和图6)；也可采用如图7所示的方式，将超导材料附着到薄膜基材11上，刻蚀成每个超导环，然后将这些薄膜片叠加制成超导环组，再将多片超导环组叠层固定在骨架上形成超导磁体。
对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上的改变不应认为偏离了本实用新型保护的范围，任何在权利要求保护范围内的变形均落入本实用新型的保护范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (5)

1.一种超导磁体，其特征在于：具有一副由骨架(2)和外壳(5)构成的带真空接头(7)的环柱形真空热屏蔽罩壳，在真空热屏蔽罩壳内同轴套装有一个由带有冷媒入口接头(6)和冷媒出口接头(9)的冷屏(4)构成的低温腔(3)，在低温腔(3)内同轴设置有一副由n个无接头的超导环(1)叠加构成的超导环组，n为≥1的自然数，在超导环组中设置有能量补充线圈(8)，在外壳(5)上设置有能量补充线圈引出端子(10)。
2.根据权利要求1所述的超导磁体，其特征在于：所说的超导环组由n个用超导材料直接加工成环形的超导环(1)叠加构成。
3.根据权利要求1所述的超导磁体，其特征在于：所说的超导环组由n个用附着了超导材料的薄膜基材刻蚀成的超导环(1)叠加制成。
4.根据权利要求1或2或3所述的超导磁体，其特征在于：构成超导环组的超导环(1)为圆形环、对称多瓣形环、方形环或矩形环。
5.根据权利要求1或2或3所述的超导磁体，其特征在于：所说的超导环组由n个同心超导环(1)叠加构成。
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